[发明专利]太阳能电池的制造方法

说明书

技术领域

本申请涉及半导体制造领域，尤其涉及太阳能电池的制造方法。

背景技术

鉴于常规能源供给的有限性和环保压力的增加，世界上许多国家掀起了 开发和利用新能源的热潮。在新能源中，太阳能是一种清洁、无污染、取之 不尽用之不竭的绿色能源，世界各国对此都很重视并作了大量的研究，在能 源日益紧缺的当今世界，太阳能具有非常广阔的发展前景。

现有的太阳能电池单元的结构如图1所示。半导体衬底100上具有轻掺 杂的浅扩散区102，以及大小不同的重掺杂深扩散的沟槽106和110。沟槽106 和110中分别形成有金属材料104和108，用作发射极电极或者母线 (Bus-Bar)。细的金属材料108作为发射极电极，收集PN结处由光生载流子 所产生的电流；而粗的金属材料104不仅作为发射极电极，收集PN结处由光 生载流子所产生的电流，还作为太阳能电池单元对外输出电流的母线。

现有技术中，生产太阳能电池模块主要采用硅材料作为衬底，包括单晶 硅和多晶硅，可以用来吸收太阳光的光能并转化为电能。但是，近些年随着 半导体制造业的不断扩张，市场上的硅衬底材料供不应求，价格节节攀升。 因此，太阳能电池的制造方法又由完全硅衬底转变为在玻璃上沉积多晶硅衬 底的薄膜太阳能电池制造方法。例如，中国发明专利第200610154424.9号公 开了一种在玻璃基板上沉积氢化非晶硅碳合金薄膜来制造太阳能电池的方 法。

但是，玻璃是非晶体，研究发现，由于晶格常数匹配(lattice constant match) 的原因，在非硅衬底上很难形成较大的多晶硅晶粒，并且容易在晶粒间形成 空隙。这不利于提高太阳能电池的性能，例如太阳能转换效率的提高。通常 先用LPCVD在衬底上沉积一层较薄的非晶硅层，再将这层非晶硅层退火，得 到较大的晶粒，然后再在这层籽晶上沉积厚的多晶硅薄膜。其效果当然比不 上在单晶硅衬底上直接沉积多晶硅来得好。而如果又转回到利用单晶硅衬底， 成本又太高。因此，如何既能通过增加多晶硅晶格尺寸来提高太阳能电池的 性能，又能降低制造成本成为业界的一个难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何既能通过增加多晶硅晶格尺寸来提高 太阳能电池的性能，又能降低制造成本。

为解决上述技术问题，本发明提供一种太阳能电池的制造方法，包括步 骤：在单晶衬底上沉积多晶硅层；从多晶硅层一侧向单晶衬底上进行离子注 入，在所述单晶衬底内形成空洞；通过离子注入在所述多晶硅层内形成相互 接触的P型多晶硅层和N型多晶硅层；在所述多晶硅层远离所述单晶衬底的 一侧上形成第一电极；对所述单晶衬底和多晶硅层进行热退火；剥离所述单 晶衬底；在剥离了单晶衬底的多晶硅层远离所述第一电极的一侧上形成第二 电极结构。

可选地，所述从多晶硅层一侧向单晶衬底上进行离子注入的离子为氢离 子和/或氦离子。

可选地，所述热退火在氢气的氛围中进行。

可选地，所述热退火的温度为300℃至900℃，热退火时间为10秒至60 分钟。

可选地，所述热退火的温度为300℃至400℃，热退火时间为30秒至2 分钟。

可选地，所述单晶衬底为单晶硅衬底。

可选地，所述P型多晶硅层与单晶衬底接触。

可选地，在单晶衬底上沉积多晶硅层的方法为物理气相沉积法。

可选地，所述多晶硅层的厚度为1μm至10μm。

可选地，所述空洞距离单晶衬底与多晶硅层界面为1nm至100nm。

可选地，注入氢离子的能量为800KeV至8MeV，剂量为1E15/cm2至 1E17/cm2。

可选地，形成P型多晶硅层所注入的离子为硼离子或二氟化硼离子。

可选地，注入硼离子或二氟化硼离子的能量为100KeV至1MeV，剂量为 1E15/cm2至1E16/cm2。

可选地，形成n型多晶硅层所注入的离子为砷离子或磷离子。

可选地，注入砷离子或磷离子的能量为400KeV至2MeV，剂量为 1E15/cm2至1E16/cm2。

可选地，所述第一电极为铝电极。

可选地，所述第一电极的厚度为20μm至50μm。

可选地，还包括步骤：去除多晶硅层上残留的单晶硅。